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基于變頻技術(shù)的風(fēng)機調(diào)速系統(tǒng)

信息來源:發(fā)布時間:2020-08-31閱讀:516

在工礦企業(yè)中,諸如鍋爐燃燒系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和烘干系統(tǒng)等都裝備有風(fēng)機設(shè)備。傳統(tǒng)的風(fēng)機設(shè)備運行時都是全速運轉(zhuǎn),即不論生產(chǎn)工藝的需求大小,風(fēng)機都提供出固定數(shù)值的風(fēng)量。而生產(chǎn)工藝往往需要對爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量及溫度等指標(biāo)進行控制和調(diào)節(jié),最常用的控制方法則是調(diào)節(jié)風(fēng)門或擋板開度的大小來調(diào)整受控對象。這樣,就使得相當(dāng)多的能量以風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。統(tǒng)計資料顯示,在工業(yè)生產(chǎn)中,風(fēng)機的風(fēng)門、擋板等相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護、維修費用占到生產(chǎn)成本的7%~25%.這不僅造成大量的能源浪費和設(shè)備損耗,而且控制精度受到限制,直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

  位置的上面。懸臂和板料堆放機的橫向進給桿開始轉(zhuǎn)動,確保板料向著輸送裝置運動,隨后板料落在滾軸輸送機上;堆放的板料壓在終端開關(guān)上,把毛料放到與機床主軸的方向平行側(cè)向位置,同時搬運器開始移動,它的夾鉗夾住板料的后邊緣,將板料送到后鎖緊裝置,然后夾鉗松開,搬運器回到初始位置,機床單元重新開始執(zhí)行預(yù)定程序,即上滾軸垂直移動和下滾軸旋轉(zhuǎn)運動。

  5結(jié)語本文簡單介紹了當(dāng)前二軸滾彎機在國外的應(yīng)用水平。我國自改革開放以來引進了大量的先進生產(chǎn)設(shè)備,有的企業(yè)引進了大量生產(chǎn)的制罐器生產(chǎn)線,其中卷圓工序應(yīng)用了聚氨酯橡膠包覆的二軸滾彎專用設(shè)備。近年來中國與俄羅斯的技術(shù)協(xié)作項目中有通用二軸滾彎機的研制,由俄羅斯喀山航空工業(yè)大學(xué)變頻調(diào)速是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的新技術(shù),具有易操作、免維護、控制精度高等優(yōu)點。普通電動機采用變頻調(diào)速后,在其拖動負(fù)載無須任何改動的情況下,即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整其轉(zhuǎn)速輸出。因此,風(fēng)機設(shè)備完全可以用變頻器驅(qū)動的方案取代風(fēng)門、擋板等控制方案,從而降低電動機功耗,達到系統(tǒng)高效運行的目的。

  1風(fēng)機變頻調(diào)速驅(qū)動機理1.1變頻調(diào)速原理變頻器是基于交直交電源變換原理,集電力電子和微計算機控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻器可根據(jù)控制對象的需要輸出頻率連續(xù)可提供圖紙資料,南京航空航天大學(xué)制造12,經(jīng)過試調(diào)己獲得合格產(chǎn)品,并開展了這方面的研究工作131.總之,這一新的成形技術(shù)己開始在我國受到關(guān)注,我們希望能以此為契機,開發(fā)出適合國內(nèi)應(yīng)用的系列機床,為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。

  魯世紅,惲君璧。具有柔性滾軸的二軸卷筒機研制。鍛壓余國慶,魯世紅。基于有限元分析的二軸柔性滾彎過程影響因素的研宄。機械科學(xué)與技術(shù),2005責(zé)任編輯倪振林調(diào)的交流電壓。

  由電機知識知道,電機轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比關(guān)系:因此,用變頻器輸出頻率可調(diào)的交流電壓作為風(fēng)機的電源電壓,就可以方便地改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

  1.2風(fēng)機負(fù)載特性風(fēng)機的機械特性具有二次方律特征,即轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比例變化。在低速時由于流體的流速低,所以負(fù)載的轉(zhuǎn)矩很小,隨著電動機轉(zhuǎn)速的加,流速加快,負(fù)載轉(zhuǎn)矩和功率越來越大。負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl和轉(zhuǎn)速nL之間的關(guān)系可用下式表示:根據(jù)負(fù)載的機械功率Pl和轉(zhuǎn)矩Tl、轉(zhuǎn)速nL之間的關(guān)系,有:矩;t、KP分別為二次方律負(fù)載的轉(zhuǎn)矩常數(shù)和功率常數(shù)。

  二次方律負(fù)載的機械特性和功率特性風(fēng)機變頻調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖變頻器的接線與功能代碼圖中所用變頻器為三菱FRA540系列,輸入端R、S、T通過控制電器接至電源,輸出端U、V、W通過電器接至電動機,使用時絕對不允許接反??刂贫俗覵TF為正轉(zhuǎn)啟動端,為保證電動機單向正轉(zhuǎn)運行,將STF與公共端SD相接。端子RL和RM為變頻器的升降速控制端,控制其與公共端SD的通斷,可以實現(xiàn)升降速。

  變頻器的功能預(yù)置為:Pr.79=1使變頻器處于外部運行模式。

  Pr.59=1使“遙控方式”有效。即用控制端子的通斷實現(xiàn)變頻器的升降速。

  RH與公共端SD接通時,頻率上升;RL與公共端SD斷開時,頻率保持。

  呢與公共端SD接通時,頻率下降;呢與公共端SD斷開時,頻率保持。

  這里我們使用S1和S22個按鈕分別與RL和RM相接,按下按鈕S1使RL與公共端SD接通,控制頻率上升;松開按鈕S1,RL與公共端SD斷開,頻率保持。

  所示為二次方律負(fù)載的機械特性和功率特性曲線,可以看出,當(dāng)被控對象所需風(fēng)量減小時,采用變頻器降低風(fēng)機的轉(zhuǎn)速nL,會使電動機的功耗大大降低。

  2風(fēng)機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計一般情況下,風(fēng)機采用正轉(zhuǎn)控制,所以線路比較簡單。但考慮到變頻器一旦發(fā)生故障,也不能讓風(fēng)機停止工作,因此,設(shè)計時應(yīng)考慮有將風(fēng)機由變頻運行切換為工頻運行的控制。

  所示是我們?yōu)楹幽陷喬ス煞萦邢薰舅O(shè)計的風(fēng)機變頻調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖。

  風(fēng)機變頻調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖說明如下:同樣,按下按鈕S2使RM與公共端SD接通,控制頻率下降;松開按鈕S2RM與公共端SD斷開,頻率保持。

  AM為模擬信號輸出端,可在AM和模擬信號公共端兩端之間跨接頻率表,用于監(jiān)視變頻器的運行頻率。

  相應(yīng)的變頻器功能代碼預(yù)置為:三相工頻電源通過斷路器Q接入,接觸器KM,用于將電源接至變頻器的輸入端R,S,T,接觸器KM2用于將變頻器的輸出端U,V,W接至電動機,KM3用于將工頻電源直接接至電動機。注意接觸器KM2和KM3絕對不允許同時接通,否則會造成損壞變頻器的后果,因此,KM2和KM3之間必須有可靠的互鎖。熱繼電器KR用于工頻運行時的過載為便于對風(fēng)機進行“變頻運行”和“工頻運行”

  的切換,控制電路采用三位開關(guān)SA進行選擇(選擇開關(guān))。

  當(dāng)SA合至‘工頻運行“方式時,按下起動按鈕SB2,中間繼電器KAi動作并自鎖,進而使接觸器KM3動作,電動機進入工頻運行狀態(tài)。

  按下停止接鈕SBi,中間繼電器KAi和接觸器KM3均斷電,電動機停止運行。

  當(dāng)SA合至‘變頻運行“方式時,按下起動按鈕SB2,中間繼電器KAi動作并自鎖,進而使接觸器KM2動作,將電動機接至變頻器的輸出端。KM2動作后使KMi也動作,將工頻電源接至變頻器的輸入端,并允許電動機起動。同時使連接到接觸器KM3線圈控制電路中的KM2的常閉觸點斷開,確保KM3不能接通。

  按下按鈕SB4,中間繼電器KA2動作,電動機開始加速,進入“變頻運行”狀態(tài)。KA2動作后,停止按鈕SBi失去作用,以防止直接通過切斷變頻器電源使電動機停機。

  在變頻運行中,如果變頻器因故障而跳閘,則變頻器的*BC*保護觸點斷開,接觸器KMi和KM2線圈均斷電,其主觸點切斷了變頻器與電源之間,以及變頻器與電源之間的連接。同時*CA*觸點閉合,接通報警揚聲器HA和報警燈HL進行聲光報警。同時,時間繼電器KT得電,其觸點延時一段時間后閉合,使KM3動作,電動機進入工頻運行狀態(tài)。

  操作人員發(fā)現(xiàn)報警后,應(yīng)及時將選擇開關(guān)SA旋至“工頻運行”位,這時,聲光報警停止,并使時間繼電器斷電。

  3節(jié)能計算對于風(fēng)機設(shè)備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果,可根據(jù)己知風(fēng)機在不同控制方式下的流量與負(fù)載關(guān)系曲線及現(xiàn)場運行的負(fù)荷變化情況進行計算。

  以該系統(tǒng)所使用的30kW鼓風(fēng)機為例。運行工況以24h連續(xù)運行,其中每天i0h運行在90%負(fù)荷(頻率按46Hz計算,擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按98 %計算),i4h運行在50%負(fù)荷(頻率按20Hz計算,擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按70%計算);全年運行時間在300天為計算依據(jù)。則變頻調(diào)速時每年的節(jié)電量為:擋板開度時的節(jié)電量為:6元計算,則采用變頻調(diào)速每年可節(jié)約電費58952元。一般來說,變頻調(diào)速技術(shù)用于風(fēng)機設(shè)備改造的投資,通??梢栽谝荒曜笥业纳a(chǎn)中全部收回。

  4結(jié)語風(fēng)機設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)是一種理想的調(diào)速控制方式,不僅具有顯著的節(jié)電效果,而且方便了操作,提高了設(shè)備效率,減少了設(shè)備維護和維修費用,較好地滿足了生產(chǎn)工藝要求,經(jīng)濟效益十分明顯。因此,《中華人民共和國節(jié)約能源法》第39條己把它列為重點技術(shù)推廣項目。

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